水煤漿氣化裝置運(yùn)行中問題探析

1、水煤漿氣化裝置運(yùn)行中問題探析【摘要】水煤漿氣化裝置是水煤漿制備質(zhì)量好壞 的主要因素之一，水煤漿氣化裝置的質(zhì)量如果能夠得到提 高，那么相應(yīng)的，水煤漿的質(zhì)量也會得到提高，同時，制備 的效率也會得到提高。本文將從以下幾個方面來分析水煤漿 氣化裝置運(yùn)行中的問題，以避免問題出現(xiàn)，提高運(yùn)行效率?！娟P(guān)鍵詞】水煤漿；氣化裝置；運(yùn)行；問題；探討中圖分類號：x752文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a文章編號：一、前言目前，國內(nèi)水煤漿氣化裝置運(yùn)行還不夠科學(xué)和完善，導(dǎo) 致了很多問題的出現(xiàn)，嚴(yán)重影響了水煤漿的制備，因此，有 必要對水煤漿氣化裝置運(yùn)行中的問題進(jìn)行分析。二、水煤漿加壓氣化裝置流程介紹原料送來的煤經(jīng)過秤量給料機(jī)精確計(jì)量與水及添加

2、劑 進(jìn)入磨機(jī)，制成合格煤漿（質(zhì)量百分比濃度261%）。煤漿 經(jīng)過過濾，貯存在煤漿槽內(nèi)。煤漿槽內(nèi)的煤漿經(jīng)高壓煤漿泵 加壓輸送與空分來的氧氣（純度299.6%）經(jīng)過工藝燒嘴進(jìn) 入氣化爐。在氣化爐內(nèi)完成高溫高壓的氣化反應(yīng)過程。生成的粗合成氣、熔渣及未完全反應(yīng)的碳通過燃燒室下 部的渣口與洗滌冷卻水沿洗滌冷卻管并流向下，進(jìn)入氣化爐 洗滌冷卻室，粗合成氣在洗滌冷卻室內(nèi)完成洗滌和冷卻，熔 渣在洗滌冷卻室冷卻固化。初合成氣經(jīng)洗滌冷卻室的破泡條 由洗滌冷卻室上部空間出氣化爐。出氣化爐的粗合成氣經(jīng)過 混合器、旋風(fēng)分離器、水洗塔完成洗滌凈化，除去大部分細(xì) 灰后的合成氣（水汽比控制在11.4；合成氣中飛灰含量 wlm

3、g/m3）送往凈化系統(tǒng)。熔渣在洗滌冷卻室內(nèi)完成激冷固化后通過鎖斗定期排 入渣池，由撈渣機(jī)撈出，運(yùn)出氣化界區(qū)。未完全反應(yīng)的碳顆 粒懸浮在黑水中，由渣池泵送到渣水處理工序作進(jìn)一步處 理。水洗塔中部含固量較低的洗滌黑水經(jīng)黑水循環(huán)泵加壓后 分兩路，一路送入氣化爐洗滌冷卻室作為激冷水，另一路送 入混合器分別作為洗滌、潤濕水使合成氣增濕增重。三、燒嘴煤漿壓差低停車聯(lián)鎖分析1、存在問題以中國石化金陵分公司煤化工運(yùn)行部為例，由于進(jìn)氣化 爐煤漿流量低停車聯(lián)鎖的局限性和滯后性，若氣化爐發(fā)生嚴(yán) 重過氧，會因該聯(lián)鎖不能及時動作而導(dǎo)致后果進(jìn)一步擴(kuò)大， 給裝置的安全生產(chǎn)帶來很大的隱患。對此增加了燒嘴煤漿壓 差低停車聯(lián)鎖。

4、該聯(lián)鎖通過監(jiān)測進(jìn)氣化爐燒嘴前煤漿管線壓 力和氣化爐燃燒室壓力的差值，來判斷進(jìn)氣化爐煤漿流量的 變化。無論何種原因?qū)е逻M(jìn)氣化爐煤漿流量下降，都會引起 燒嘴煤漿壓差測量值變小，且反應(yīng)靈敏，可以保證該停車聯(lián) 鎖能及時動作，避免氣化爐發(fā)生嚴(yán)重過氧，保障裝置的運(yùn)行 安全。2011年11月7日發(fā)生晃電，隨后2臺氣化爐都因?yàn)闊?嘴煤漿壓差低聯(lián)鎖動作而停車。經(jīng)過檢查，有一條線路發(fā)生 晃電，但是聯(lián)鎖動作發(fā)生在晃電后0. 5min左右，而此時線 路已經(jīng)恢復(fù)，且2臺高壓煤漿泵分別在不同的2條線路上， 停車前高壓煤漿泵的運(yùn)行正常，其他相關(guān)參數(shù)也未出現(xiàn)煤漿 流量不正常的現(xiàn)象，說明造成燒嘴煤漿壓差變小的原因并非 煤漿流量

5、降低，而是還有其他影響因素，說明燒嘴煤漿壓差 低停車聯(lián)鎖自身還存在有缺陷。2、原因分析經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)氧泵在晃電線路上，晃電導(dǎo)致氧泵無法正 常運(yùn)轉(zhuǎn)但也未停運(yùn)，因此備用泵也無法自啟，造成進(jìn)氣化爐 燒嘴氧氣流量不斷下降，而燒嘴煤漿壓差也隨之不斷減小， 直至2臺氣化爐因燒嘴煤漿壓差低聯(lián)鎖動作而停車。氣化爐 工藝燒嘴是三流式預(yù)混燒嘴，煤漿和氧氣在燒嘴頭部預(yù)混室 充分混合后再噴出，這樣氧氣會對煤漿產(chǎn)生一定的阻力，因 此斷定，氧氣對燒嘴煤漿壓差的大小也有影響，而這次停車 正是由于氧氣流量不斷下降導(dǎo)致該聯(lián)鎖動作。氧氣對燒嘴煤 漿壓差大小的影響取決于氧氣出燒嘴時的流速，在參數(shù)上表 現(xiàn)為燒嘴的氧氣壓差，如表1所示。

6、從表1可以看出，在煤漿和氧氣流量都不變的情況下， 燒嘴煤漿壓差隨燒嘴氧氣壓差的減少而減少。這次停車正是 因進(jìn)燒嘴氧氣流量迅速減少，而系統(tǒng)壓力下降比較緩慢，因 而使燒嘴氧氣壓差不斷降低，最終引起燒嘴煤漿壓差低聯(lián)鎖 動作停車。由此說明氧氣對煤漿壓差的影響是不能忽視的。設(shè)計(jì)燒嘴煤漿壓差低停車聯(lián)鎖的目的是當(dāng)發(fā)生進(jìn)氣化 爐煤漿流量大幅降低時，能及時聯(lián)鎖停車，保障氣化爐運(yùn)行 安全，氧氣流量下降并不在其考慮范圍之內(nèi)。氧氣流量下降 一般只會引起爐溫降低、工藝氣組分發(fā)生變化，不會引起嚴(yán) 重的安全問題，且本身還有氧氣流量低停車聯(lián)鎖。為避免今 后發(fā)生類似情況，應(yīng)對該聯(lián)鎖作相關(guān)改進(jìn)。3、改進(jìn)措施由于要找出氧氣對煤漿的

7、阻力關(guān)系比較困難，每個燒嘴 之間有差異，生產(chǎn)中也不允許做相關(guān)的試驗(yàn)，因此決定對該 聯(lián)鎖增加一判斷條件：當(dāng)氧氣支管壓力不低于5. 3mpa時聯(lián) 鎖自動投用，當(dāng)氧氣支管壓力小于5. 3mpa時聯(lián)鎖自動切除。 這樣可以避免發(fā)生供氧不足時燒嘴煤漿壓差低聯(lián)鎖無謂停 車，延長操作人員的處理時間。四、問題討論1、氣化爐停車因素分析由于水煤漿氣化技術(shù)自動化程度高，且由于高溫、高壓、 易燃易爆的特點(diǎn)而使該技術(shù)具有較嚴(yán)密的安全聯(lián)鎖保護(hù)措 施，因此，與其它傳統(tǒng)的煤氣化工藝相比，該裝置的系統(tǒng)停車 次數(shù)相對較多。在裝置投入運(yùn)行的前18個月中，由于裝置處 于工藝、設(shè)備、儀表的調(diào)試、完善和操作經(jīng)驗(yàn)的積累階段, 因此，停車因

8、素主要來源于裝置工藝、設(shè)備和儀表方面的故 障。裝置講人穩(wěn)定生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)，停車因素多源于外界因素, 如空分故障和停電等。工藝問題主要為氣化爐與洗滌塔至中 壓閃蒸系統(tǒng)的黑水管線堵塞問題。在運(yùn)行過程中，由于黑水 中懸浮的大量煤灰及未反應(yīng)的碳積聚在管壁，當(dāng)達(dá)到一定的 厚度后，由于受流體的沖擊以及開停爐時黑水溫度急劇變化 的沖擊而脫落，造成對黑水管線以及減壓角閥的堵塞，工藝 上采取了兩條主要措施，一是控制黑水管線一定的流速，防 止黑水中懸浮物的積聚與沉積；二是每次停車后對黑水管線 采用高壓水（5. ompa）與大量沖洗水進(jìn)行沖洗，保證了黑水 管線的暢通。高壓煤漿泵故障是造成系統(tǒng)停車因素中最主要的因素, 占了總停車次數(shù)的19.49%,其主要原因?yàn)楦邏好簼{泵的變頻 器故障，以及泵的控制系統(tǒng)和機(jī)械方面的問題。因此,加強(qiáng)高 壓煤漿泵機(jī)、電、儀的綜合技術(shù)管理與維護(hù)，在該裝置的生 產(chǎn)管理上顯得尤其重要。2、氣化爐激冷環(huán)堵塞問題裝置的幾臺氣化爐頻繁出現(xiàn)激冷環(huán)堵塞現(xiàn)象，即在停車 過程中，當(dāng)激冷環(huán)供水切換成預(yù)熱水泵供水時，激冷環(huán)供水 流量急劇下降至80t/h以下，嚴(yán)重時到60t/h以下，使得氣化 爐無法再次投運(yùn)，被迫對激冷環(huán)進(jìn)行酸洗或高壓水槍清理, 每次造成停車7-15天的損失。經(jīng)反復(fù)摸索，問題主要出在 爐外激冷水分布平衡環(huán)上。在設(shè)計(jì)中，為了讓爐內(nèi)激冷環(huán)的水分布較均勻，在激冷 水入爐前